QC景德镇双曲面拱体模板施工技术创新2018318

双曲面拱体模板施工技术创新-景德镇项目QC成果汇报目录l 工程概况1l QC小组简介2l 选择课题3l 设定目标及可行性分析4l 提出方案并确定最佳方案5l 制定对策6l 按对策表实施7l 效果检查7l 标准化8l 总结和下一步打算121、工程概况 江西省景德镇御窑博物馆位于中华北路以东，迎祥弄以南，湖口弄以西，胜利路以北区域，是景德镇市政府重点建设工程。博物馆建筑面积10357.10，为著名建筑师朱锫设计，取用窑的拱形元素，通过八个体量、高度、朝向、双曲率等均不同的单体拱体的组合、聚集而成，地下局部二层，双曲面拱体结构从地下一层升起，最高点到地上9米，整个结构体系半藏于地下。建筑效果如图1-1 1-1博物馆整体效果图2、QC小组简介 QC小组简介 表2-1小组名称景德镇“匠人”QC小组活动课题双曲面拱体模板施工技术创新成立时间2017/7/7课题类型创新型 注册编号JDZYYXM-QCX003课题活动时间2017/7/7-2017/10/30活动总次数每周2次成员姓名性别年龄职务小组分工教育时间技术顾问陈娣女46公司技术总工指导、监督90小时以上组长齐玉顺男45项目经理全面指挥80小时以上副组长孟祥永男37执行经理组织策划80小时以上副组长韩阳男34项目总工组织策划60小时以上组员陈振环男45质量总监质量监督60小时以上组员焦裕良男29质量员组织实施60小时以上组员万仁威男26技术员BIM负责60小时以上组员盛夏爽女27商务经理成本负责60小时以上组员吕小龙男29技术员技术负责60小时以上组员杨华女27技术员资料整理60小时以上组员刘永祥男28测量员测量控制60小时以上组员高立忻男24技术员（一局华北）设备调试60小时以上组员崔晓伟男26技术员（麦格天宝）数据处理60小时以上制表人：孟祥永 制表时间：2017.7.73、选择课题 3.1 选题理由设计要求： 图3-1拱体结构设计要求本工程主体为双曲面拱体混凝土结构，其造型独特，小组成员以往工程所使用的普通模板体系已无法达到设计要求，通过查阅相关资料发现，隧道工程施工中使用的衬砌台车造型与本工程类似，台车采用钢材定制制作，内部支撑强度有保障，外部可以根据需要控制曲率，完全可以满足拱体造型需要。如图3-1 图3-2隧道衬砌台车成本要求：小组成员对云南麻昭高速公路项目所使用的隧道衬砌台车相关技术参数进行了统计分析详见表3-1图3-3云南麻昭高速公路台车主要参数统计表 表3-1序号顶拱半径边拱半径长度重量每平米需钢材造价测算18m5m12m120t约120（5212）=1t/材料费：1t/5500元/吨（含加工费）=5500元人工费：400元/合计: 5900元/制表人： 杨华 制图时间：2017.7.8根据预算书，本工程结构工程综合单价为10000元/，模板体系综合单价为5900元/，590010000=59%，模板工程造价占比59%远高于以往工程30%的左右的比例。分析结论：必须合理规划方案，降低施工成本。3.2可行性分析针对以上分析，QC小组就如何合理规划方案降低施工成本进行了如下分析。成本材料比选替代材料费居高不下提高工人操作水平人工费日益上涨人工费材料费模板体系成本分析图 图3-4制图人：盛夏爽 制图时间：2017.7.9分析发现，人工、材料费均可以采取有效措施，同时通过合理划分流水段，采用高新设备等方式降低施工工期，使成本有效降低结论：小组成员决定借鉴隧道工程衬砌台车，进行双曲面拱体模板体系施工技术创新。4、设定目标及目标可行性分析 4.1 确定目标本项目拱体平均长度为30m，高7m，半径5m，为保障楼板承载力要求，长度需划分6m为一个施工段，借鉴台车为12m长，5900元/，所需成本节约50%左右，且隧道衬砌台车使用全钢结构焊接完成，本项目仅需借助台车构造体系，保障拱体弧度即可，因此经小组商务人员进行成本测算，设定目标为2000元/活动目标柱状图 图4-1 制图人：杨华 制图时间：2017.7.104.2 目标可行性分析2017年7月10日小组成员将借鉴的相关数据与设定目标值进行对比和分析详见表4-1 对比分析表 表4-1序号对比项对比分析课题难易程度成本材人与目标值之间相差3900元/，难度较高，需要对主材认真比选，合理规划方案使目标实现。1借鉴值5900元/5500元/400元/2目标值2000元/模板可以选用较便宜的塑料、木材等材料加强工人培训提高施工效率制表人： 杨华 制图时间：2017.7.10通过5M1E分析小组拥有的资源与具备的能力人：小组成员配备的专业技术管理人员文化层次高，思维活跃，富有创新精神，拥有高级工程师2人，工程师2人，且能够主动参与高新技术培训，增强专业知识。 图4-1 BIM软件培训机：为使测量更加精确减小误差，项目采购了放线机器人1台，BIM电脑5台等设备辅助施工并进行专业使用培训。图4-2放线机器人演示图 法：小组成员运用BIM软件建模，MR混合现实技术，为最终优化方法提供有力的技术保障。图4-3 BIM建模 图4-4 Hololens+扩展屏辅助方案讨论环：本工程为国家重点工程，社会各方关注度极高，公司对本工程施工工艺改进和创新十分重视，各职能部门都给予全方位的支撑和配合并对此莅临项目检查，为本目标的实现创造了良好的外部条件。测：采用先进的放线机器人进行放线，三维激光扫描仪进行检测。图4-5 三维坐标定位 图4-6三维扫描仪结论： 通过5M1E综合分析，确定目标一定可以实现。5、提出方案并确定最佳方案 5.1方案提出2017年7月11日，小组成员在项目部召开双曲面拱体模板体系施工技术创新方案讨论会，小组成员对头脑风暴产生的建议进行总结归纳，形成亲和图图5-1双曲面拱体模板体系方案亲和图 图5-1双曲面拱体模板体系方案一：固定支架+定制模板方案二：可调支架+木塑板可调支杆控制模板弧度固定长度支杆控制模板弧度固定弧度龙骨固定模板弧形木方固定模板定制模板安装木塑板预弯安装制图人： 焦裕良 制图时间：2017.7.12 QC小组成员在对两种方案进行特点分析后，从多角度、多方位考虑，对以上两种方案进行对比分析，具体见表5-1对比分析表 表5-1项目技术特点经济合理性工期对其它工序影响结论方案一1、结构截面尺寸均不同，材料无法周转使用2、安装方便节约人工3、弧度易控制，不易变形1、材料费：1900元/2、人工费：100元/合计：2000元/130天1、尺寸固定，设计变更难度高能实现目标，但成本较高，占用场地较大方案二1、可周转使用降低成本2、人工费较高3、弧度不易控制，易变形1、材料费：800元/2、人工费：700元/合计：1500元/ 120天1、便于施工2、便于现场变更能实现目标，但需对模板采取加固措施控制弧度制图人： 焦裕良 制图时间：2017.7.13结论：通过以上两种方案对比分析，我们认为方案二在对工期、经济合理性等方面更具有优势，因此我们把方案二作为最佳方案实施。小组对最佳方案实施展开头脑风暴讨论，运用“系统图”对方案进行分解。系统图 图5-2不可移动模架施工模架安装可移动模架施工普通木模板模板材料选择双层覆膜多层板方案二：可调支架+木塑板传统全站仪测量方法高新测量设备自行组织培训操作水平提高请专业技术员现场指导制图人： 焦裕良 制图时间：2017.7.14为此我们建立了一个1:1实体模型详见图5-1 图5-1 实体模型图接下来对这8个方面进一步分析、确定对比分析表 表5-2项目方案选定分析特点分析结论不可移动模架1、材料费：800元/2、人工费：700元/合计：1500元/工期：120天优点：1、模架位置调整方便。缺点：1、模架需拆除和重新组装增加人工费与工期；2、重新组装误差较大。调查分析发现：该方案受外界因素影响小，但成本费用较高。结论：不选可移动模架1、材料费： 800元/2、人工费： 500元/合计：1300元/工期：96天优点：1、降低工期与人工费；2、降低重新组装误差。缺点：1、模架位置固定于中轴线不利变更；调查分析发现：该方案费受外界影响因素大，但成本费用较低。结论：选定该方案普通木模板1、材料费：100元/ 优点：1、费用较低缺点：1、刚度大，弯曲易变形2、对项目人员与工人整体素质要求高现场试验发现：该方案费用少，但模板较厚弧度无法满足要求。结论：不选双层覆膜多层板1、材料费：70元/2=140元/优点：1、韧性好缺点：2、费用增加现场试验发现：该方案费用较高，但弧度有保证。结论：选定该方案传统全站仪1、根据设计图中提供点位尺寸换算坐标值2、根据坐标值进行测量验证3、人工费：2000元 4、时间测算：测量3-5天优点：1、自有设备节约设备费；2、测量方便受环境影响小。缺点：1、受测量人员技术影响误差较大；现场测量发现：该方案工期较长，不够精确。结论：不选高新测量设备1、现场踏勘排除不利遮挡物等不利因素；2、对现场放样控制点进行数据采集3、租赁费：5000元4、时间测算：测量1-2天优点：1、测量精确2、节省人力缺点：1、受环境因素影响较大现场测量发现：该方案费用较高，但技术方案有保证，减少返工率，降低成本。结论：选定该方案自行组织培训根据设计图纸与施工组织设计方案自行组织工人进行学习优点：1、费用较低缺点：1、增加返工概率2、对项目人员与工人整体素质要求高调查分析发现：该方案费用少，但人员经验不足，影响工期，从而影响整体成本。结论：不选请专业技术员现场指导由模板体系厂家派专业技术人员驻场指导工人施工优点：1、专业性强，质量有保证；2、可以边施工边指导，对整个工期影响较少缺点：1、费用较高调查分析发现：该方案费用较高，但技术方案有保证，加快进度，降低成本。结论：选定该方案制图人： 焦裕良 制图时间：2017.7.146、制定对策 经过综合分析，选出实施方案，按5W1H方法制定了详细措施，见表6-1。 对策表 表6-1序号要素对策目标措施地点完成时间负责人1可移动模架施工增设滑轮、导轨节约工期1、模架组装2、钢筋绑扎3、混凝土浇筑与模架移动5#拱施工现场2017.7.17-2017.7.20焦裕良杨华2双层覆膜多层板模板加固模板偏差控制在3mm1、 加设钢管内支撑2、 加密对拉螺杆3、 加设拱外斜撑1#拱施工现场2017.7.20-2017.7.30吕小龙韩阳3高新测量设备三维扫描仪测量校核三维弧形曲面准确率100%1、控制点布设2、扫描记录3、数据处理5#拱施工现场2017.8.2-2017.8.12万仁威刘永祥4请专业技术员现场指导从模板厂家聘请专业技术人员指导施工工人掌握率100%1.进行专项交底2.现场指导工人施工项目会议室、施工现场2017.7.20-2017.7.30吕小龙韩阳制表人：焦裕良 制表时间：2017.8.147、按对策表实施7.1对策一：增设滑轮、导轨7.1.1模架组装第一步：（1）用塔吊将槽钢固定好位置（2）安装内模板；（3）安装架体部分；（4）在架体上安装可调螺杆；（5）在内外模板的主龙骨上安装可调铰链；（6）在架体的顶部安装可调杆，并调到适当的形状位置。 图7-1 模架安装示意与现场操作图第二步：（1）用塔吊将组装好架体吊起（1）将组装好的内模板用塔吊运到架体的顶部并用可调螺杆固定；（2）用架体上的可调支撑固定内模板；（3）检查安装好的架体高度及曲面的尺寸（4）将架体整体稳定； 图7-2 模架安装示意与现场操作图7.1.2钢筋绑扎（1）绑扎拱体钢筋；（2）在内模板上开好过墙丝杆孔，纵向孔距不得大于900mm，高度方向的孔距不能超过900mm，采用直径16的三段式阻水螺杆。（3）用塔吊提起外墙模板，完成模架体系安装图7-3 模架安装示意与钢筋绑扎图7.1.3混凝土浇筑与模架移动（1）为防止滑膜对称浇筑拱体混凝土（2）每浇筑一段混凝土振捣密实（3）待混凝土浇筑完成后28天强度达到100%拆除模板（4）在模架底板装上滑轮移动模架 图7-4混凝土浇筑与模架移动图7.1.4阶段性实施效果：按固定模架施工： 按可移动模架施工： 图7-5 拱体施工流程图注：最小拱体36米，分为6个流水段浇筑，相对于传统固定模架施工，可移动模架体系减少：5次模架拆装，5次模板拆除结论: 通过对策实施，每段拱体工期节约2天，单个拱周期最少节约45天，对策一的目标已实现。7.2对策二：模板加固7.2.1模板固定安装模板，并用铆钉与木方连接，每块模板之间采用铆钉连接，并安装调节螺杆 图7-6 模板固定7.2.2拱内加强支撑为了对原先的架体进行补强加固，增设拱内加强支撑，钢管架立杆间距18001800mm，步距1800mm，并在每一个施工段的两端和中间搭设剪刀撑 。图7-7 模架安装示意图7.2.3阶段性实施效果：将结构BIM模型导入放线机器人，快速进行模板偏差校核图7-8 拱体模板验收检查小组于2017.7.21日用放线机器人对3#拱体1-4轴模板进行了检查验收，检查标准3mm，检查结果如下表7-11#拱体模板检查表 表7-1误差mm 1 轴2 轴3 轴 4 轴西侧东侧西侧东侧西侧东侧西侧东侧顶部-5-6-6-44m4452413m333463452m576634341m733353540m524242制表人：刘永祥 制表时间：2017.7.22 1#拱体模板检查散点图 图7-9 制图人：刘永祥 制表时间：2017.7.23结论：通过对策实施，从散点图可以清晰看出，目标值偏差较大需修正。7.2.4修正措施：（1）拱内加设内支撑 在原有拱体内架体系基础上加设钢管内支撑，保证在浇筑过程中，拱体内侧模板的整体稳定性。支撑内架根据主龙骨布置搭设，间距12001200mm，步距1500mm，主龙骨连接与主龙骨连接部位均伸出斜杆与内架连接，保证主龙骨连接件的稳定，从而保证拱体剖面方向的稳定性。图7-10 拱内加支撑（2）次龙骨纵向木方次龙骨纵向木方弧度对模板弧度影响较大，现场重点检查，严格按放线弧度刨弧，偏差值控制在3mm左右。图7-11 木方弧度控制7.2.5阶段性实施效果：小组于2017.7.25日重新用放线机器人对1#拱体1-4轴模板进行了检查验收，检查标准3mm，验收结果100%检查结果如下表7-2图7-12放线机器人测量示意图1#拱体模板检查表 表7-2误差mm 1 轴2 轴3 轴 4 轴西侧东侧西侧东侧西侧东侧西侧东侧顶部-2-3-3-24m2321203m312231222m233322331m321211220m220211制表人：刘永祥 制表时间：2017.7.28 1#拱体模板检查散点图 图7-13 制图人：刘永祥 制表时间：2017.7.29结论：通过对策实施，从从散点图可以清晰看出，实施二的目标已实现。7.3对策三：三维扫描仪测量校核7.3.1控制点布设以1#拱为例。在扫描工作开始之前，项目部成员先对扫描拱体周围换进进行了勘察，确定了拱体周围的遮挡物及内部空间情况，在拱体东西两头，内部及地下部分一共设立7站。然后拱体内部标高、平面均不同的4处张贴了标靶纸，并利用放样机器人测出每个标靶纸的三维坐标，作为后期点云与BIM模型拟合的结合点。7-14 三维扫描仪定位 7-15 标靶纸设置7.3.2扫描记录器架设好每站范围扫描之前需对架设站点：最大范围扫描到目标，避免死角；架设好之后需对仪器进行调平，保证后期点云模型的水平对正，由于1#拱为较小拱体，因此扫描模式设置为室内10m。7-16三维扫描仪设置 7-17三维扫描仪自动扫描7.3.3数据处理用扫描仪对已完成的双曲面结构进行三维扫描之后，在Trimble Realworks中自动将多站点云模型进行拼接调整，然后将得到的完整拱体点云模型与BIM模型叠合，生成了实测适量色块偏差图。 7-18色差偏差图7.3.4阶段性实施效果： 7-19 拱体实体检查与实体检测报告小组于2017.8.2日对5#拱结构实体进行检测发现下料口封口处及周边鼓涨严重，两段拱体交接处弧度不顺滑，有明显的凹凸感对比检测报告，确定高度3/4处的弧度变化最大处铰接部位支撑点不足，容易产生下沉变形，侧向底部受力较大容易产生变形跑模。结论：通过对策实施，从阶段效果检查可以看出，目标值偏差较大需修正。7.3.5修正措施：（1）顶部增加支撑杆件顶部混凝土浇筑过程中，冲击力较大，易使顶部内侧模板产生变形，需在顶部增加支撑杆件7-20 顶部增加支撑杆件（2）加密对拉螺杆现有对拉螺杆间距过大，拱体外侧模板与内侧模板仅仅通过对拉螺栓连接，故对拉螺栓的数量与拱体外侧模板的稳定性密切相关，将对拉螺杆加密至600600mm，现场打孔加密。7-21 加密对拉螺杆3.5.2加设斜撑 由于混凝土浇筑过程中外侧模板受混凝土向外的侧压力，为保证拱体外侧浇筑过程中不产生滑模、爆模现象，拱体外侧需间隔1.5m加设斜撑。斜撑一端与外侧主龙骨连接，另一端与地锚连接。 7-22 模板外侧底部加设斜撑7.3.6阶段性实施效果：小组于2017.8.12日对1#拱体结构实体进行了三维实体扫描，检查标准（+8，-5），检查验收合格率100%。7-23三维点云图结论：通过对策实施，从阶段效果检查可以看出，实施三的目标已实现。7.4、对策四：从模板厂家聘请专业技术人员指导施工7.4.1进行专项交底小组于2017.7.20与项目会议室对现场工人进行技术交底 7-24对工人进行交底、培训、考核7.4.2阶段性实施效果：小组对现场操作、评判表 班组抽查考核统计表 表7-3班组考核人数考核合格人数考核合格率综合合格率模架安装班组1212100%100%钢筋班组1010100%混凝土班组1212100%制图人：万人威 制表时间：2017.7.29结论：通过对策实施，考核合格率为100%，实施四目标以实现。8、效果检查 8.2经济效果：按最佳方案2实施，实际成本为1500元/，工期120天，经过对方案对策表中的措施逐条实施，降低了返工费用，提高了施工效率，节约工期24天，150012096=1200